揭示鼻咽癌 EBV 裂解诱导过程中耐药细胞状态的关键奥秘

Characterizing resistant cellular states in nasopharyngeal carcinoma during EBV lytic induction

鼻咽癌（Nasopharyngeal carcinoma，NPC）是一种起源于鼻咽部的恶性肿瘤，在全球范围内呈现出明显的地域分布差异，尤其在我国南方及东南亚地区高发。其发病与 Epstein–Barr 病毒（EBV）感染密切相关，EBV 在 NPC 的发生、发展过程中扮演着极为重要的角色。目前，针对 NPC 的治疗手段虽然不断发展，但仍面临诸多挑战。为解决 EBV 裂解诱导治疗效率低的问题，研究人员对鼻咽癌（NPC）细胞进行研究，发现非响应细胞，为治疗提供新方向。该研究成果发表在《Oncogene》杂志上

　　

鼻咽癌（Nasopharyngeal carcinoma，NPC）是一种起源于鼻咽部的恶性肿瘤，在全球范围内呈现出明显的地域分布差异，尤其在我国南方及东南亚地区高发。其发病与 Epstein–Barr 病毒（EBV）感染密切相关，EBV 在 NPC 的发生、发展过程中扮演着极为重要的角色。目前，针对 NPC 的治疗手段虽然不断发展，但仍面临诸多挑战。

EBV 在肿瘤细胞中可处于潜伏状态，使得针对它的治疗困难重重。而裂解诱导疗法（lytic induction therapy）作为一种新兴的靶向治疗策略，旨在利用 EBV 在肿瘤细胞中的存在，诱导细胞毒性作用来对抗 EBV 相关的恶性肿瘤。然而，现有的裂解诱导剂在激活 EBV 裂解周期时效率较低，无法实现对所有感染细胞的普遍诱导。肿瘤细胞的异质性被认为是导致这一现象的重要原因，因此，深入了解 NPC 细胞对裂解诱导的异质性反应，对于提高治疗效果至关重要。

为了攻克这些难题，香港科技大学和香港中文大学的研究人员展开了深入研究。他们以 NPC43 细胞系（一种内源性 EBV 感染的 NPC 体外模型）为研究对象，运用单细胞转录组学（single-cell transcriptomics）技术，对 NPC 细胞在 EBV 裂解诱导过程中的细胞状态进行了全面而细致的分析。

研究人员首先通过单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）技术，在不同时间点对 NPC43 细胞进行检测，包括未处理（UT）、裂解诱导处理后 24 小时（T24）和 48 小时（T48）。通过数据可视化和聚类分析，他们发现了一群对裂解诱导无反应的细胞，命名为非响应（NR）细胞。这些 NR 细胞高表达 SOX2 和 NTRK2，并且在功能上表现出与癌症干细胞（CSCs）相似的特性，如自我更新能力和迁移能力。

进一步研究发现，SOX2 和 NTRK2 的共表达与 NPC 患者的预后密切相关。高表达 SOX2 和 NTRK2 的患者预后较差，这表明这两个基因可能在 NPC 的肿瘤进展中发挥重要作用。研究人员通过一系列实验，包括基因敲低实验、球体形成实验和伤口愈合实验等，验证了 SOX2 和 NTRK2 在维持 NR 细胞特性中的关键作用。

在研究过程中，研究人员还对 NPC 患者的样本进行了分析，包括单细胞 RNA 测序数据和福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）切片。通过这些分析，他们发现 SOX2 和 NTRK2 在 NPC 患者的恶性细胞中普遍表达，并且与干细胞相关的特征密切相关。此外，他们还在另一种 EBV 阳性的 NPC 细胞系 C666-1 中进行了类似的实验，同样发现了具有类似 NR 细胞特征的细胞群体，进一步证实了他们的研究结果。

该研究成果发表在《Oncogene》杂志上，为 NPC 的治疗提供了新的思路和潜在的治疗靶点。研究表明，靶向 SOX2 和 NTRK2 可能是一种有前景的治疗策略，尤其是与裂解诱导疗法相结合，有望提高 NPC 的治疗效果。

研究人员为开展此项研究，主要运用了以下关键技术方法：

1. 单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）：对不同处理时间的 NPC43 细胞和 C666-1 细胞进行单细胞水平的转录组分析，以揭示细胞的异质性和基因表达变化。

2. 基因调控网络（GRN）分析：通过分析转录因子与靶基因的共表达关系，推断基因调控网络，探究 SOX2 和 NTRK2 之间的调控关系。

3. 细胞功能实验：包括球体形成实验、伤口愈合实验、基因敲低实验等，用于验证基因的功能和细胞的生物学特性。

4. 样本队列分析：使用来自 NPC 患者的单细胞 RNA 测序数据和 FFPE 切片，进行基因表达分析和预后相关性研究。

研究结果主要包括以下几个方面：

1. 鉴定出非响应细胞群体：通过 scRNA-seq 分析，发现了一群对 EBV 裂解诱导无反应的 NR 细胞，其高表达 SOX2 和 NTRK2，且在裂解诱导后比例下降。

2. SOX2 和 NTRK2 的表达与预后相关：在 NPC 患者样本中，SOX2 和 NTRK2 的表达与患者预后密切相关，高表达这两个基因的患者预后较差。

3. NR 细胞具有 CSC-like 特征：NR 细胞表现出较强的自我更新能力和迁移能力，在球体形成实验和伤口愈合实验中得到验证，且 SOX2 和 NTRK2 对维持这些特性至关重要。

4. SOX2 和 NTRK2 的调控关系：通过 GRN 分析和实验验证，发现 SOX2 可能是 NTRK2 的上游调节因子，影响其表达和细胞的生物学功能。

5. NR-like 细胞在不同 NPC 模型中的存在：在 C666-1 细胞系中也发现了类似 NR 细胞的群体，且同样高表达 SOX2 和 NTRK2，具有干细胞相关的分子特征。

研究结论和讨论部分指出，本研究揭示了 NPC 细胞在裂解诱导治疗过程中的异质性变化，发现了与裂解激活呈负相关的肿瘤细胞干性。NR 细胞的存在可能是导致裂解治疗失败和肿瘤复发的原因之一，这些细胞具有与耐药细胞相似的特征，如自我更新能力和转移潜能。通过对多个患者数据集的荟萃分析，证实了 NTRK2 和 SOX2 与干细胞相关特征的紧密关联，表明它们可能是维持 NPC 细胞干性的核心程序的一部分。此外，研究还发现敲低 NTRK2 或激活其他分化相关途径可以增加细胞对裂解诱导的敏感性。这些研究结果强调了肿瘤细胞干性在裂解抗性中的关键作用，为提高裂解治疗的疗效提供了新的策略，即靶向干性相关途径与裂解诱导治疗相结合，有望为 NPC 患者带来更好的治疗效果。